ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СЫРЬЯ ПРИ ПОМОЩИ КАПИЛЛЯРНЫХ ВИСКОЗИМЕТРОВ ОСТВАЛЬДА И ЭНГЛЕРА

МАКАРОННОГО ПРОИЗВОДСТВ

Лабораторный практикум

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Специальность 260202 Технология хлеба, кондитерских

и макаронных изделий

 

Уфа 2010

УДК 664. 6 /. 7: 378. 147

ББК 22. 251: 74. 58

М 54

 

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета пищевых технологий (протокол №1 от «15» февраля 2010г.)

 

 

Составитель: ст. преподаватель Э.Д. Будакова

 

Рецензент: к.т.н. А.А. Катков

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ТХППР, к.т.н., доц. С.А. Леонова

 

 

г. Уфа, БГАУ, Кафедра технологии хранения и переработки продукции растениеводства

Введение

 

Многие технологические процессы пищевой промышленности связаны с механическим воздействием на перерабатываемый продукт. В хлебопекарном производстве - это замес теста, его деление и формование заготовок. При
производстве кондитерских изделий к таким процессам относятся смешивание, пластикация массы, формование отливкой, выпрессовыванием и резкой.
Большое значение имеет также межоперационное транспортирование
полуфабриката по трубам и на различных конвейерах.

Во всех перечисленных случаях выбор технологического оборудования, определение режимов его работы обуславливается физико-механическими и, в первую очередь, реологическими свойствами пищевых масс, полуфабрикатов и готовых изделий. При создании совершенных технологических процессов, позволяющих получить готовый продукт высокого качества, необходимо практически в каждом конкретном случае изучать комплекс физико-механических свойств, которые характеризуют поведение пищевых масс под действием механических нагрузок со стороны рабочих органов машин.

Большое значение в пищевой промышленности имеет объективная оценка качества пищевых продуктов и полуфабрикатов. В связи с этим создание и применение методов и приборов для объективного контроля качества
обеспечивают не только замену органолептического контроля, но и создают
предпосылки для разработки автомеханических систем управления
технологическими процессами пищевых производств.

В настоящее время в пищевой промышленности имеется довольно
большой и разнообразный арсенал технических средств для определения и
исследования физико-механических свойств пищевых материалов на различной стадии приготовления: от сырья до готового продукта. Для изучения этих свойств служат методы инженерной физико-химической механики пищевых продуктов.

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СЫРЬЯ ПРИ ПОМОЩИ КАПИЛЛЯРНЫХ ВИСКОЗИМЕТРОВ ОСТВАЛЬДА И ЭНГЛЕРА

Цель работы: ознакомиться с методами капиллярной вискозиметрии при определении структурно-механических характеристик условно-ньютоновских и жидкообразных продуктов.

Общие положения

 

Определение структурно-механических характеристик жидких (условно-ньютоновских) и жидкообразных продуктов методами капиллярной вискозимет­рии

Течение условно – ньютоновских жидкостей с достаточной точностью описывается уравнением для истинно-вязких жидкостей, подчиняющихся закону И. Ньютона. Жидкообразные продукты практически не имеют предельного напряжения сдвига, и относятся к псевдопластичным жидкостям. Вязкостные характеристики жидкообразных продуктов измеряют преимущественно капиллярными вискози­метрами.

Наиболее распространены капиллярные вискозиметры Оствальда и Убеллоде. Эти вискозиметры представляют собой U-образные, установленные вертикально трубки, в одно колено которых впаян капилляр. У вискозиметра Оствальда определенное количество жидкости из левого резервуара перетекает в правый за счет гидростатического давления. В вискозиметре Убеллоде для истечения жидкости необходимо в одном колене создать давление или вакуум, что предопределяет его использование для исследования жидкообразных продуктов.

Вискозиметры Энглера применяют для определения коэффициентов кинематической и динамической вязкости продуктов, условно относящихся к ньютоновским жидкостям, и сопоставительного текстурного анализа жидкообразных продуктов в ши­роком диапазоне изменения их температур. В лабораторной практике технохимического контроля качества некоторых продуктов перерабатывающей промышленности также используется ка­пиллярный вискозиметр Энглера.

Кроме того, измерение вязкости с помощью вискозиметра Энглера позволяет охарактеризовать реологические свойства клеевых и желатиновых растворов, которые зависят от молекулярной массы, формы молекул продуктов деструкции коллагена и степени их гидратации. Эти факторы влияют на процесс гелеобразования при охлаждении водных растворов желатина, прочность и темпе­ратуру плавления студней. Кроме названных имеются различные модификации капиллярных вискозиметров.

Теория капиллярной вискозиметрии основана на том допущении, что поток в приборе ламинарный, скольжение на стенке отсутствует, скорость сдвига в точке зависит от нагружения в той же точке. Методика измерения с помощью капил­лярных вискозиметров принципиально одинакова для любых конструкций при­боров.

При движении жидкости по капиллярам играет роль внутреннее трение, т. е. силы, возникающие между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями. Если в движущейся жидкости, обладающей внутренним трением, отдельные ее слои имеют различные скорости, то между соседними слоями возникают силы взаимодействия — на слой, движущийся быстрее, действует некоторая сила, замедляющая его движение, на слой, движущийся медленнее, — такая же сила, ускоряющая его движение. Величина силы взаимодействия между слоями, направленной вдоль границы их соприкосновения, оказывается пропорциональной величине поверхности S двух соприкасающихся слоев и быстроте изменения скорости жидкости при переходе от слоя к слою — так на­зываемому градиенту скорости. Для пояснения понятия «градиент скорости» положим, что два параллельных слоя движущейся жидкости находятся один от другого на расстоянии х, а их скорости равны соответственно V₁ и V₂. Градиент скорости N выразится формулой:

N = (V₁ - V₂) / X (1)

 

Обусловленная внутренним трением сила f, действующая между двумя со­седними слоями, поверхность соприкосновения которых S, определится при градиенте скорости N формулой:

 

f = μ · S · N (2)

 

Множитель пропорциональности μ называется коэффициентом внутрен­него трения, коэффициентом вязкости или просто вязкостью жидкости. Вели­чина μ дает силу трения между соседними слоями, рассчитанную на единицу площади их соприкосновения при градиенте скорости, равном единице.

При течении жидкости по трубке, стенки которой смачиваются ею, можно считать, что слой жидкости, непосредственно прилегающий к стенкам, прили­пает к ним и остается неподвижным, а более удаленные от стенок слои скользят вдоль соседних слоев, и скорость движения жидкости возрастает по мере уда­ления от стенок. С наибольшей скоростью жидкость движется в точках, лежа­щих на оси трубки.

В случае протекания жидкости по узкой цилиндрической трубке объем вытекающей жидкости выражается формулой Пуайзеля:

 

V = π p r ⁴ t / 8 μ 1, (3)

 

где V - объем вытекшей жидкости, р - разность давлений на концах трубки,

l - длина трубки, r - ее радиус, t - время, μ - коэффициент вязкости.

Коэффициент динамической вязкости в системе СИ измеряется в Па· с.

Определение коэффициента вязкости данной жидкости производят путем его сравнения с известным коэффициентом вязкости другой жидкости. Для этого надо определить время вытекания t₁ и t₂ через одну и ту же капилляр­ную трубку строго одинакового объема двух жидкостей с коэффициентами вяз­кости μ ₁ (известным) и μ ₂ (подлежащим определению), вытекание жидкостей происходит при разностях давлений на концах капиллярной трубки, соответст­венно равных p₁ и р₂. Обозначая длину трубки через 1, а радиус ее через r, можно получить по формуле (3) для одного и того же объема вытекавших через эту трубку жидкостей выражения:

 

V = π p₁ r ⁴ t₁ / 8 μ ₁1= π p₂ r ⁴ t₂ / 8 μ ₂1 (4)

 

Приравнивая, друг к другу правые части полученных выражений, получаем после простых преобразований и сокращений:

 

μ ₁ / μ _{2 =} p₂ t₂ / p₁ t₁ (5)

 

Зная коэффициент μ ₁ внутреннего трения одной жидкости, легко найти по этой формуле коэффициент внутреннего трения другой жидкости, если известны отношения р₂ / p₁ и t₂ / t₁. Коэффициент вязкости жидкости сильно зависит от температуры, и поэтому необходимо указывать температуру, при которой oн был получен.

В качестве жидкости с известным коэффициентом вязкости берут воду. Значения коэффициента вязкости воды при различных температурах приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 Коэффициент вязкости воды в МПа·с

0С	μ	0С	μ	0С	μ
	1, 79 1, 52 1, 32 1, 27 1, 24 1, 20 1, 17 1, 14 1, 11 1, 08		1, 06 1, 03 1, 005 0, 98 0, 96 0, 94 0, 91 0, 89 0, 87 0, 85		0, 84 0, 82 0, 80 0, 66 0, 55 0, 47 0, 41 0, 36 0, 32 0, 28

 

Жидкообразные продукты не имеют предельного напряжения сдвига, их течение начинается при сколь угодно малых напряжениях сдвига. Обычно, за ис­ключением истинно вязких жидкостей, эти продукты имеют слабую структурную сетку и обладают аномалией течения. Один и тот же продукт в зависимости от интенсивности механического воздействия, массовой доли сухих веществ или температуры часто может переходить из одной группы в другую, например жидкообразные в твердообразные. Реологические свойства жидкообразных продуктов используются при расчете машин и аппаратов, а также в комплексе с другими по­казателями при оценке процессов, связанных с переработкой сырья и оценкой качества продуктов.

 

Вопросы для самоконтроля знаний

1. В чем заключается закон вязкого течения Ньютона?

2. Какие допущения и ограничения имеет теория капиллярных вискозиметров?

3. Какой режим движения жидкости должен быть в капиллярном вискозиметре?

4. Какие виды материалов исследуются данным методом?

5. На каком принципе основано определение вязкости по Энглеру?

6. На каком принципе основано определение вязкости по Оствальду?

Лабораторная работа №2

СЫПУЧИХ МАСС

 

Цель работы:

Освоить методики определения насыпной плотности и удельного объема, угла естественного откоса и угла трения сыпучей массы.

 

Общие положения

 

Партия зерна как объект хранения представляет собой зерновую массу, состоящую из нескольких компонентов. Каждый из этих компонентов в силу своей специфики ока­зывает определенное влияние не только на качество партии зерна, но и на стойкость его в период транспортировки, хра­нения, на процессы, протекающие в зерновой массе.

Сыпучесть зерновой массы широко используется в тех­нологических схемах перемещения в хранилищах, при транс­портировке и статических расчетах различного типа храни­лищ. Сыпучесть характеризуют коэффициентами внутреннего и внешнего трения. Для получения этих характеристик определяют угол естественного откоса и угол трения зерно­вой массы. Угол естественного откоса, или угол ската, — это угол между диаметром основания и образующей конуса, который формируется при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Угол трения зерновой мас­сы — это наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности.

 

Приборы и материалы: Установка для определения угла естественного откоса (рис 3); горка Ревякина, транспортир, линейка, сушильный шкаф СЭШ–3М, весы лабораторные 4 класса точности, бюксы алюминиевые, цилиндр, шпатели, совочки, образцы зерна различных культур и с различной влажностью.

 

Порядок выполнения работы

 

1 Определение угла естественного откоса зерна

Угол естественного откоса зерновой массы определяют при помощи прибора, состоящего из воронки емкостью около 2-3 л с закрывающейся задвижкой выпускного отверстия.

В воронку, укрепленную на определенной высоте, засыпают образец зерна (2 кг). Затем приоткрывают задвижку, и зер­но, высыпаясь на горизонтальную поверхность, образует конус. При помощи транспортира с линейкой измеряют угол φ.

 

Рисунок 3 Прибор для определения угла естественного откоса зерно­вой массы: 1 – воронка; 2 – штатив; 3 – транспортир.

 

2 Определение угла трения зерновой массы

Угол трения зерновой массы определяют с помощью горки Ревякина. Конструктивно этот прибор представляет собой раму-подставку с винтовым устройством, благодаря которому площадка может перемещаться с наклоном от 0 до 90°. На площадку укладывают различные материалы (же­лезный лист, транспортерную ленту и т. п.), на них поме­щают навески зерновой массы. С помощью винта изменяют угол наклона площадки и фиксируют на циферблате угол, при котором начинается скольжение зерновой массы, и угол, при котором зерновая масса скатывается полностью.

Установив величины угла естественного откоса и угла трения, определяют коэффициенты трения зерна по зерну (внутреннее трение) и зерновой массы по различным поверх­ностям при скатывании. Первый показатель обычно исполь­зуют в статических расчетах при проектировании хранилищ, а второй — при расчетах свободного скатывания зерновой массы (зерноочистительные машины, перепуски в элевато­рах и т. д.).

Коэффициент трения определяют путем вычисления тан­генса угла естественного откоса или угла трения.

Результаты определений занести в таблицу 5.

 

Таблица 5 Угол естественного откоса и угол трения зерновых масс

Куль-тура	Влажность, %	Угол естественного откоса, гр	Угол трения, гр	Коэффициент трения
внутреннее трение	трение зерновой массы

 

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Что собой представляет угол естественного откоса и угол трения зерновой массы?

2. Какие методы можно использовать для определения угла естественного откоса?

3. Как взаимосвязаны между собой сыпучесть зерновых масс, угол естественного откоса и угол трения?

4. Какие факторы влияют на сыпучесть зерновых масс?

5. Как влияет влажность на сыпучесть зерновых масс и почему?

Лабораторная работа №3

Общие положения

К пищевым материалам в данной работе будем относить сырье, полу-фабрикаты и готовые пищевые продукты.

Во всех отраслях пищевой промышленности широко используется гравитационный транспорт - это спускные желоба, лотки, трубы, каскадные и винтовые спуски, т.е. все те устройства, в которых движение груза про-исходит только под действием силы тяжести. Такой способ используется при подаче материала в бункеры, для перемещения от затворов и питателей к конвейерам, при перегрузке с конвейера на конвейер и т.п.

Для перемещения сыпучего и мелкодисперсного материала подходят спускные трубы, для крупнокускового материала чаще используются спускные лотки, желоба, винтовые спуски. Штучный, плоскодонный груз (коробки, мешки, ящики, груз на поддонах) удобно перемещать по роликовым конвейерам, которые также относятся к гравитационному транспорту.

Достоинство этого вида транспорта в отсутствии приводного уст-ройства, невысокой стоимости, простоте.

Недостатки: износ внутренней поверхности конвейера при движении груза скольжением; разрушение, крошение, возможная деформация груза при неправильно выбранном угле наклона конвейера, образование заторов при изменившихся условиях (например, повышенная влажность транспорти-руемого материала).

Для снижения влияния недостатков таких устройств необходимо пра-вильно подобрать угол наклона гравитационного транспортирующего уст-ройства с учетом коэффициента трения материала.

Сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную воз-можному движению тела и достигает значения, не превышающего определенного предела.

Наибольшая сила трения скольжения Fmax пропорциональна нормальному давлению N тела на поверхности и определяется законом Кулона.

F_max = f_o ⋅ N , (9)

 

где f_o - статический коэффициент трения скольжения.

Схема движения тела по вертикальной поверхности представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 Схема движения тела по вертикальной поверхности

 

Сила Fmax отклоняет реакцию R от нормали на угол φ. Тангенс угла φ трения в покое равен статическому коэффициенту трения f

(10)

Динамический коэффициент трения скольжения f всегда меньше стати-ческого коэффициента f₀ и зависит от материала соприкасающихся тел и их шероховатости. Для абсолютно гладких тел коэффициент f = 0, для реальных тел f > 0.

Рассматривая условия равновесия реального шероховатого тела на наклонной плоскости, представленные на рисунке 5, приходим к выводу, что при угле наклона α плоскости к горизонту больше чем угол трения в покое φ тело начнет перемещаться в направлении оси X. Таким образом, замерив угол α , равный углу трения φ и вычислив значение tg α , определим коэффициент трения скольжения в покое.

Рисунок 5 Условия равновесия реального шероховатого тела

 

Как сказано выше необходимым условием перемещения груза по спуску является превышение угла наклона α над углом трения груза. Из условия равноускоренного движения тела при α > φ можно записать, что

mg = G⋅ sin α -f⋅ G⋅ cosα, (11)

 

но , отсюда динамический коэффициент f трения скольжения

(12)

где а - ускорение движения тела по наклонной плоскости при фикси-рованных значениях расстояний S₀, S₁ и времени t.

(13)

Если принять массу груза m, начальную скорость движения V_0, а ко-нечную Vк, то величину скорости движения груза по спуску можно опре-делить по теореме об изменении кинетической энергии:

(14)

учитывая, что h=1sinα , скорость на конечном участке определяется как

или (15)

 

(16)

где f - коэффициент трения скольжения груза по спуску.

Необходимо учитывать, что при большой длине конвейера скорость движения может достигнуть такой величины, при которой возможно повреж-дение груза.

При известной начальной скорости Vo и заданной конечной скорости V_К длина спуска L, обеспечивающая заданную скорость, определится из уравнения

(17)

Для снижения скорости спуск делается составным, причем на одном участке при α > φ груз приобретает необходимую скорость, на другом, при α < φ, обеспечивается торможение.

Приборы и материалы

Установка для определения коэффициентов трения различных материа-лов, представленная на рисунке 6, испытуемый материал, секундомер.

Рисунок 6 Установка для определения коэффициентов трения различных материалов: 1– основание; 2 – винт; 3 – шкала; 4 –поворотная платформа со сменными лотками; 5 – контакты.

Порядок выполнения работы

Вопросы для контроля

1 Какие виды гравитационного транспорта используются в пищевой промышленности?

2 Назначение и область применения гравитационного транспорта.

3 Достоинства и недостатки гравитационного транспорта.

4 Возможное регулирование скорости движения груза.

5 Пути снижения величины коэффициента трения.

6 Опишите работу лабораторной установки.

 

Лабораторная работа №4

Общие положения

Для характе­ристики крахмалсодержащего сырья и чистого крахмала при­меняют ряд показателей, обусловленных его поведением при действии различных растворителей и свойствами его растворов.

При нагревании с водой крахмал набухает, образуя клейстер. Подвергаясь клейстеризации, крахмальные зерна значительно увеличиваются в объеме, становятся рыхлыми и более податливыми для действия ферментов. Температура, при которой вязкость крахмального студня наибольшая, называется температурой клейстеризации крахмала. температура клейстеризации зависит от природы крахмала и от ряда внешних факторов: рН-среды, наличия в среде электролитов и др.

температура клейстеризации, вязкость и скорость старения крахмального клейстера у крахмала различных видов неодинакова. Ржаной крахмал клейстеризуется при 50-55 ⁰С, пшеничный - при 65-67 ⁰С. Такие особенности крахмала имеют большое значение для качества хлеба.

На структуру крахмального зерна оказывает существенное влияние нагревание и до более низких температур, чем температура клейстеризации. Так, поглощение воды при температуре 20-30°С заканчивается уже в течение 1 ч при соответствующем увели­чении объема крахмальных зерен до 50% от исходного. Даль­нейшее увеличение температуры в пределах от 40 до 60°С об­условливает уже значительное повышение растворимости крах­мала, и объем его увеличивается незначительно. При повышении температуры до 70°С и выше начинается процесс клейстеризации крахмала, сопровождающийся резким увеличением объ­ема крахмальных зерен.

Технологическое значение крахмала муки в производстве хлеба очень велико. От состояния крахмальных зерен во многом зависит водопоглотительная способность теста, процессы его брожения, структура хлебного мякиша, вкус, аромат, пористость хлеба, скорость черствения. Крахмальные зерна при замесе теста связывают до 40 % всего количества влаги. Особенно велика водопоглотительная способность механически поврежденных и мелких зерен крахмала, так как они имеют большую удельную поверхность.

При выпечке хлеба крахмал частично клейстеризуется (для полной клейстеризации крахмальных зерен в тесте не хватает влаги). Плотный студень клейстеризованного крахмала, связывая влагу, находящуюся в тесте, обеспечивает образование сухого эластичного мякиша хлеба.

Нагревание суспензии крахмала или суспензии измельчен­ного эндосперма злаков до некоторой критической температуры и в избытке воды обусловливает набухание его зерен в тангенциальном направлении. На быстрой клейстеризации водно-мучной суспензии в кипящей водяной бане и последующем измерении степени разжижения ее под действием α -амилазы основан метод определения числа падения крахмала муки. Число падения (ЧП) – это общее время, требуемое для смешивания водно-мучной суспензии и падения на определенное расстояние штока-мешалки в процессе нагревания.

 

Таблица 7 Активность a-амилазы в зависимости от числа падения

Активность α -амилазы	ЧП пшеницы	ЧП ржи	ЧП тритикале
Высокая	Менее 150	Менее 80	Менее 100
Средняя	150 – 300	80 – 200	100 – 250
Низкая	Более 300	Более 200	Более 250

 

Для выявления дефектной муки с резко повышенной активностью ферментов определяют ее автолитическую активность. Автолитической активностью называют способность ее образовывать водорастворимые вещества при прогреве водно-мучной смеси. Более высокая автолитическая активность наблюдается в муке из проросшего, морозобойного или пораженного клопом-черепашкой зерна вследствие повышенной активности ферментов.

 

Рисунок 7 Схема прибора «АМИЛОТЕСТ»

1- асинхронный электродвигатель;

2- редуктор;

3- кривошипно-шатунный механизм;

4- упор (устройство прижима);

5- коромысло;

6- захваты;

7- электромагнит;

8- плата силовых элементов и блок питания;

9- датчик усилия;

10- водяная баня;

11- горизонтальный нагреватель;

12- вертикальный нагреватель;

13- поплавок;

14- крышка водяной бани;

15- кассета;

16- втулка;

17- пробирка вискозиметрическая;

18- шток-мешалка;

19- штуцера для подвода холодной воды;

20- разъем подключения бани;

21- плата усилителя аналогового сигнала;

22- плата датчиков положения;

23- трубка;

24- регулировочные винты.

Порядок выполнения работы

Водяную баню через компенсатор заполняют дистиллиро­ванной водой и доводят воду в бане до кипения.

из средней пробы отбирают не менее 300 г муки, просеивают через сито 0, 8 мм и определяют ее влажность по ГОСТ 9404.

Из муки для параллельного опре­деления выделяют по две навески, массу которых в зависимости от влажности определяют по таблице 8.

Навески заданной массы взвешивают с погрешностью не более 0, 01 г.

Навеску муки помещают в вискозиметрическую пробирку, заливают в пробирку пипеткой (25, 0±0, 2) см³ дистиллированной воды температурой (20±5) °С. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают ее 20-25 раз для получения однородной суспензии. Вынимают пробку, колесиком шток-мешалки перемещают прилипшие частицы продукта со стенок в общую массу суспензии.

Пробирку с вставленной в нее шток-мешалкой помещают в отверстие в крышке кипящей водяной бани, закрепив ее держа­телем таким образом, чтобы фотоэлемент прибора находился про­тив шток-мешалки. В это же время автоматически включается счетчик времени. Через 5 с после погружения пробирки в водя­ную баню автоматически начинает работать шток-мешалка, кото­рая перемешивает суспензию в пробирке. Через 60 с шток-мешал­ка автоматически останавливается в верхнем положении, после чего начинается ее свободное падение. После полного опускания шток-мешалки счетчик автоматически останавливается.

По счетчику определяют число падения — время в секундах с момента погружения пробирки с суспензией в водяную баню до момента полного опускания шток-мешалки.

 

Таблица 8 Корректировка веса пробы в зависимости от влажности

Влажность размолотого зерна или муки, %	Масса навески, г	Влажность размолотого зерна или муки, %	Масса навески, г
9, 0-9, 1	6, 40	13, 7 - 14, 3	6, 90
9, 2 - 9, 6	6, 45	14, 4 - 14, 6	6, 95
9, 7 - 10, 1	6, 50	14, 7 - 15, 3	7, 00
10, 2 - 10, 6	6, 55	15, 4 - 15, 6	7, 05
10, 7 - 11, 3	6, 60	15, 7 - 16, 1	7, 10
11, 4 - 11, 6	6, 65	16, 2 - 16, 6	7, 15
11, 7 - 12, 3	6, 70	16, 7 - 17, 1	7, 20
12, 4 - 12, 6	6, 75	17, 2- 17, 4	7, 25
12, 7 - 13, 3	6, 80	17, 5 - 18, 0	7, 30
13, 4 - 13, 6	6, 85

Обработка результатов

За окончательный результат числа падения принимают среднее арифметическое результатов параллельного определения двух навесок, допускаемое расхождение между которыми не долж­но превышать 10% от их средней арифметической величины.

При превышении допускаемого расхождения определение по­вторяют.

Вычисления проводят до первого десятичного знака с после­дующим округлением результата до целого числа.

 

 

Вопросы для самоконтроля

1) Раскройте понятие «клейстеризация крахмала».

2) Какова температура клейстеризации крахмала пшеницы, ржи?

3) Что такое «число падения», на чем основан метод его определения?

4) В каком зерне наблюдается повышенная активность ферментов?

Библиографический список

1. Косой, В.Д. Инженерная реология биотехнологических сред / В.Д. Косой, Я.И. Виноградов, А.Д. Малышев. – СПб.: ГИОРД, 2005. – 648 с.

2. Максимов, А.С. Реология пищевых продуктов. Лабораторный практикум: Учебник / А.С. Максимов, В.Я. Черных. - СПб.: ГИОРД, 2006. – 176 с.

3. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. Пер. с англ.. – СПб.: Профессия, 2007. – 560 с.

4. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. И.А.Лавыгина; Под ред. В.Г. Куличихина – М.: КолосС, 2003. – 312 с.

5. Гуськов, К. П. и др. Реология пищевых масс. – М.: Пищевая промышленность, 1970 г. – 209 с.

6. Зверев, С.В. Физические свойства зерна и продуктов его переработки / С.В. Зверев, Н.С. Зверева. – СПб.: ГИОРД, 2009. – 170 с.

7. Арет, В.А. Физико-механические свойства сырья и готовой продукции / В.А. Арет, Б.Л. Николаев, Л.К. Николаев. – СПб.: ГИОРД, 2009. – 448 с.

 

МАКАРОННОГО ПРОИЗВОДСТВ

Лабораторный практикум

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Специальность 260202 Технология хлеба, кондитерских

и макаронных изделий

 

Уфа 2010

УДК 664. 6 /. 7: 378. 147

ББК 22. 251: 74. 58

М 54

 

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета пищевых технологий (протокол №1 от «15» февраля 2010г.)

 

 

Составитель: ст. преподаватель Э.Д. Будакова

 

Рецензент: к.т.н. А.А. Катков

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ТХППР, к.т.н., доц. С.А. Леонова

 

 

г. Уфа, БГАУ, Кафедра технологии хранения и переработки продукции растениеводства

Введение

 

Многие технологические процессы пищевой промышленности связаны с механическим воздействием на перерабатываемый продукт. В хлебопекарном производстве - это замес теста, его деление и формование заготовок. При
производстве кондитерских изделий к таким процессам относятся смешивание, пластикация массы, формование отливкой, выпрессовыванием и резкой.
Большое значение имеет также межоперационное транспортирование
полуфабриката по трубам и на различных конвейерах.

Во всех перечисленных случаях выбор технологического оборудования, определение режимов его работы обуславливается физико-механическими и, в первую очередь, реологическими свойствами пищевых масс, полуфабрикатов и готовых изделий. При создании совершенных технологических процессов, позволяющих получить готовый продукт высокого качества, необходимо практически в каждом конкретном случае изучать комплекс физико-механических свойств, которые характеризуют поведение пищевых масс под действием механических нагрузок со стороны рабочих органов машин.

Большое значение в пищевой промышленности имеет объективная оценка качества пищевых продуктов и полуфабрикатов. В связи с этим создание и применение методов и приборов для объективного контроля качества
обеспечивают не только замену органолептического контроля, но и создают
предпосылки для разработки автомеханических систем управления
технологическими процессами пищевых производств.

В настоящее время в пищевой промышленности имеется довольно
большой и разнообразный арсенал технических средств для определения и
исследования физико-механических свойств пищевых материалов на различной стадии приготовления: от сырья до готового продукта. Для изучения этих свойств служат методы инженерной физико-химической механики пищевых продуктов.

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СЫРЬЯ ПРИ ПОМОЩИ КАПИЛЛЯРНЫХ ВИСКОЗИМЕТРОВ ОСТВАЛЬДА И ЭНГЛЕРА

Цель работы: ознакомиться с методами капиллярной вискозиметрии при определении структурно-механических характеристик условно-ньютоновских и жидкообразных продуктов.

Общие положения

 

Определение структурно-механических характеристик жидких (условно-ньютоновских) и жидкообразных продуктов методами капиллярной вискозимет­рии

Течение условно – ньютоновских жидкостей с достаточной точностью описывается уравнением для истинно-вязких жидкостей, подчиняющихся закону И. Ньютона. Жидкообразные продукты практически не имеют предельного напряжения сдвига, и относятся к псевдопластичным жидкостям. Вязкостные характеристики жидкообразных продуктов измеряют преимущественно капиллярными вискози­метрами.

Наиболее распространены капиллярные вискозиметры Оствальда и Убеллоде. Эти вискозиметры представляют собой U-образные, установленные вертикально трубки, в одно колено которых впаян капилляр. У вискозиметра Оствальда определенное количество жидкости из левого резервуара перетекает в правый за счет гидростатического давления. В вискозиметре Убеллоде для истечения жидкости необходимо в одном колене создать давление или вакуум, что предопределяет его использование для исследования жидкообразных продуктов.

Вискозиметры Энглера применяют для определения коэффициентов кинематической и динамической вязкости продуктов, условно относящихся к ньютоновским жидкостям, и сопоставительного текстурного анализа жидкообразных продуктов в ши­роком диапазоне изменения их температур. В лабораторной практике технохимического контроля качества некоторых продуктов перерабатывающей промышленности также используется ка­пиллярный вискозиметр Энглера.

Кроме того, измерение вязкости с помощью вискозиметра Энглера позволяет охарактеризовать реологические свойства клеевых и желатиновых растворов, которые зависят от молекулярной массы, формы молекул продуктов деструкции коллагена и степени их гидратации. Эти факторы влияют на процесс гелеобразования при охлаждении водных растворов желатина, прочность и темпе­ратуру плавления студней. Кроме названных имеются различные модификации капиллярных вискозиметров.

Теория капиллярной вискозиметрии основана на том допущении, что поток в приборе ламинарный, скольжение на стенке отсутствует, скорость сдвига в точке зависит от нагружения в той же точке. Методика измерения с помощью капил­лярных вискозиметров принципиально одинакова для любых конструкций при­боров.

При движении жидкости по капиллярам играет роль внутреннее трение, т. е. силы, возникающие между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями. Если в движущейся жидкости, обладающей внутренним трением, отдельные ее слои имеют различные скорости, то между соседними слоями возникают силы взаимодействия — на слой, движущийся быстрее, действует некоторая сила, замедляющая его движение, на слой, движущийся медленнее, — такая же сила, ускоряющая его движение. Величина силы взаимодействия между слоями, направленной вдоль границы их соприкосновения, оказывается пропорциональной величине поверхности S двух соприкасающихся слоев и быстроте изменения скорости жидкости при переходе от слоя к слою — так на­зываемому градиенту скорости. Для пояснения понятия «градиент скорости» положим, что два параллельных слоя движущейся жидкости находятся один от другого на расстоянии х, а их скорости равны соответственно V₁ и V₂. Градиент скорости N выразится формулой:

N = (V₁ - V₂) / X (1)

 

1234Следующая ⇒

Поделиться: